課題の重力: 軌道力学がアステロイドの着陸をダイクテス

アスステロイドの着陸は、現代の宇宙飛行で最も要求の厳しい偉業の1つです。 惑星や月に着陸するようなものとは異なり、よく知られている悲劇的なフィールド、アスタロイドは小さく、不規則に形作られ、そして非常に弱い重力を持っています。 宇宙船は単に「飛ぶ」を表面にすることはできません。 それは正確に軌道のメカニズムの原則を使用してその動きを振り分けなければなりません。 この分野は、多くの場合、占星術と呼ばれ、航空機のあらゆるフェーズを支配し、速度を計画する際の重要な要素を計画しています。

アストロイドミッションのための軌道力学の基礎

軌道力学は、悲観的な力の下でオブジェクトの動作を記述しています。 asteroidの使命のために、重要なパラメータは、宇宙船のポジション、速度、および太陽とターゲットアスタロイドの両方の重力が引き込まれます。 基本的な課題は、アスタロイドの重力が非常に弱く、それは宇宙船の受動をキャプチャできないことです。 アクティブ推進は、車両を遅くし、軌道に入る必要があります。 さらに、アスタノイドは頻繁に回転し、複雑な作業を妨げたり、複雑な作業をしたり、複雑な作業をしたりすることができます。

デルタ-Vとロケット式

軌道整備の重要な概念は、軌道を変えるために必要な速度の変化であるデルタ-v(Δv)です。 アストロイト着陸のために、総Δv予算は、惑星、降下、着陸の周りの地球、中コース補正、軌道のインサートから打ち上げのために考慮する必要があります。 ]Tsiolkロケット式 は、地球、地球、または地球の占有率を補助する計画を、より少なくするために、より詳細な計画を要求する必要としているか、他のミッションを優先的に計画します。

アプローチの計画: ヘリオセントリック軌道からレンデゾバスまで

旅は、地球からアスタノイドへ軌道を移動させる宇宙船を配置することによって始まります。 これは、通常、宇宙船の軌道が正しい時間でターゲットの軌道を交差させるために変更されるホフマン転送を含みます。 アスタロイドは高度楕円または傾斜したパスに沿って移動するので、アライメントは正確でなければなりません。 クルーズフェーズでは、ナビゲーターは、軌道を除去するために光ナビゲーションとラジオトラッキングを使用して、軌跡を除去します。 ディープ・ステーションは、移動速度と写真の撮影距離を計測します。 移動速度は、移動速度を移動する人体が変化します。

グラビテーション・アシストと低推圧技術

NASAのOSIRIS-RExなどのミッションの中には、燃油を燃焼することなく、地球の重力アシストを使って余分な運動量を手に入れています。また、JAXAのHayabusa2のような他のミッションは、低推圧、効率的な軌道の挿込みを可能にする連続推進のためにイオンスラスターを採用しました。イオンスラスターは、長期にわたって非常に小さな加速を生成し、非常に正確なアプローチプロファイルを可能にします。 OFS1:Bentrice[Ben]のOF1秒あたりのCO1秒のナビゲーションを正確に測定し、ベンマスタの動作させる]と、ベンマスタの動作を実証します。

マイクログラビティボディ周りの安定軌道を達成

宇宙船が小惑星の周辺に近づくと、軌道に捕獲する必要があります。しかし、アスタノイドの重力が弱く(地球よりも数千万回弱)ため、宇宙船は単に軌道に落ちることができません。代わりに、それは、その相対速度をゼロに近いに減らすために、その一連の火傷を実行します。]]レンデゾブ。その後、いくつかのスペースを移動した後、または、または「航空機を分割」または「航空機を移動する」または「航空機を移動します。

軌道侵入および安定性

高度のインサートでは、宇宙船は、捕獲されるために必要な正確な量によって減速するために、そのエンジンを発射します。 小さなアスタノイドの場合、軌道の動揺は極めて低く、センチメートルの順番で毎秒。 これは、太陽放射線圧力や不均等な重力からの小さな知覚が軌道を崩壊させる可能性があるため、軌道の困難を維持するためのタスクを生成します。 エンジニアは、多くの場合、一連の過多なアプローチを使用して、そのような宇宙飛行士のマッピングを「安全または軌道」するという点を構成します。 そのようなフィールドは、ヘイザールの観測モデルを、またはジャンプする。 [JAF]

重力マッピングと危険回避

着陸を試みる前に、宇宙船は、アスタロイドの質量分布と表面の特徴を徹底的にマッピングしなければなりません。これは、宇宙船軌道として小さめのドップラーシフトを測定することによって行われます。これらのシフトは重力の変化を明らかにします。オンボードライダーとカメラは、デジタル地形モデルを構築します。例えば、OSIRIS-RExは、ベンヌの地下の境界線の高解像度マップを作成して、安全な着陸ゾーンを識別します。[FLTR] - [ALT1] - [ALT] - [ALT] - [ALT] - [ALT] - [ALT] - [ALT] - [ALT] - [ALT] - [ALT] - [ALT] - [ALT] - [ALT] - [ALT] - [ALT] - [ALT] - [ALT] - [ALT] - [ALF] - [ALFOR] - [ALF] - [ALF] - [ALF] - [ALF] - [ALF] - [ALF] - [ALF] - [ALF] - [ALF] - [ALF] -

アストロイドに着陸: 最後の日没

着陸は最も重要なフェーズです。 asteroidの重力が自然なブレーキング力を提供できないため、宇宙船は積極的に推力を使用してその降下を制御する必要があります。 アプローチは、多くの場合、数百メートルの高度で駐車軌道から降下される垂直です。 宇宙船は、ターゲットポイントと火推力でそれ自体を揃え、任意の横流をキャンセルします。 同時に、それは横の影響を避けるために、アスタノイドの回転と一致しなければなりません。

タッチアンドゴー(タグ)サンプリング方式

多くのアスタロイドの使命は、伝統的な着陸を試みるだけでなく、むしろ「タッチアンドゴー」(タグ)操縦者を試みません。 宇宙船は、表面に簡単にサンプルを収集し、すぐに戻ってスラスターを発射します。 この技術は、表面にアンカーまたはバランスの必要性を回避します。 TAGでは、宇宙船は、姿勢を維持するために、TAGALtitudeと星のトラッカーを決定するために、レーザーを関与する周囲を使用します。 降下速度は慎重に制御されます - 典型的には、マイナス10センチメートル/ 安全のシーケンスとOSIのチェックが保証されるよりも、低速さ度が保証されます。

正確なスロットルと高度制御

着陸に使用される推圧器は、降下プロファイルを調節するために、ショートバーストでパルスされます。 反応車輪は3軸の安定性を維持し、推圧器は必要な垂直および横の力を提供します。 宇宙船はゼロg環境にあるため、任意の不整列推圧器火はそれを解明することができます。 制御システムは、オンボードアクセラメータとジャイロスコープを使用して安全な軌跡を維持する必要があります。 隼2は、正確には、着陸装置を1つのリアルタイムで測定した。 正確なデータをリアルタイムに保つために、リアルタイムで、リアルタイムにデータを検証します。

精密着陸における課題とイノベーション

アストロイドに着陸すると、軌道の整備士や宇宙船の自律性を制限する多くの課題が提示されます。 主なハードルには、

これらを克服するために、エンジニアは、視覚的な測定法、ライダー、太陽センサーを使用する高度なガイダンス、ナビゲーション、および制御(GNC)アルゴリズムを開発しました。 機械学習も軌道上のイメージから安全な着陸サイトを予測するために探求されています。 ヨーロッパの宇宙庁のヘラミッションは、例えば、バイナリアスタロイドDdymosの周りに自律的なナビゲーションをテストします。

未来の方向: より分散型ボディの自動着陸

ヘイバサ2とOSIRIS-RExの成功は、より野心的なミッションのための方法を舗装しました。将来のアスタロイドプローブは、軌道の力学がさらに挑戦する、より遠隔で小さい体をターゲットにします。低推圧電気推進により、宇宙船は絶妙な精度で軌道を再構築することができます。さらに、スワルマーミッション - 多重な小さな宇宙船 - 並列を覆い、調整された着陸を実行し、ナビゲーションを促進し、太陽のシステムを促進します。

概要では、小惑星上の正確な着陸は、軌道力学、自律的なガイダンス、および慎重な軌跡計画の深い統合によって達成されます。初期の転送軌道から最終的なタッチアンドゴーまで、すべての操縦者は、安全マージンを提供しない悲観的な環境内で計算する必要があります。その結果は、宇宙船が100億年前に太陽系をさまざまに魅了された世界に優しく気づく人間の創意工夫です。